成果名称

脉能智控--自适应电池温控系统

成果简介

一体化的电池组热管理系统包括模组电池、散热模块和加热模块,其中散热和加热通过脉动热管、冷源、热源等构成。脉动热管的高导热性能,可保证将电池模组的热量导出与传入,以通过冷源或热源,达到给电池模组散热或者加热的目的;在系统加热管理期间,利用脉动热管高导热特性,通过热源加热脉动热管,热量通过脉动热管及均热板以加热动力电池,以达到动力电池模组加热的目的;散热管理期间,来自电池的产热,通过脉动热管被导出,再由冷源来加速热量的散失,以达到动力电池模组散热的目的。

技术优势

本项目所研制的采用纳米流体作为传热工质,利用其双向热传导所研制的热管理系统,对于动力电池组温升控制具有较大的优势,可以实现对动力电池组温度的精确控制,且动力电池组最大温差在1℃之内。
(1)在热传导方面,突破了单一传热技术的瓶颈,采用“脉动热管+风冷+加热片”的热管理形式。散热管理期间,利用脉动热管中往复流动的混合纳米流体工质,实现热量从电池模组向外界的传散,有力地提高了散热效率;在加热管理期间,利用脉动热管高导热特性,通过热源加热脉动热管,热量通过脉动热管及均热板以加热动力电池,以达到动力电池模组加热的目的。
(2)在电池内核温度估计算法方面,研制的使用联合卡尔曼滤波状态估计算法的电池热管理系统,利用模型估计电池状态,引入实测电池端电压、表面温度进行闭环校正,相较传统电池热管理系统精度大大提高,动力电池组最大误差可控制在1%以内。
(3)在电池温控策略方面,采用温控阶梯调控和温度裕度设计:电池温度超过临界温度(如40℃),冷却风扇仅小功率运行,采用能量最优策略。而当动力电池模组温度超过设置的裕度上限后,冷却风扇才会大功率运行,采取温度最优策略,避免强制热管控元件频繁大功率运转,降低系统能耗并延长元件使用寿命。
    本产品通过加热与散热技术的有机结合,更好地实现了对电池温度的有效监测与管理,使电池能够工作在理想温度区间内,在提高电池寿命的同时,降低电耗,改善了电池的续航能力,符合节能要求;尤其对于加热的改进使整套系统能够适应北方寒区的低温环境;除此之外,作品设计的智能控制软件能够实现电池温度的即时反馈与自动调节,不需要驾驶员浪费额外的精力,且该软件适应性强,具有普适意义。

联系人

机电工程学院
陈萌

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